全 文 ：收稿日期:2006_02_06
基金项目:联合国粮农组织 (FAO)资助项目 “水葫芦的综合控制与利用” (TCP CPR 2904 (A))
作者简介:朱　磊 (1983-), 男 , 安徽凤阳人 , 硕士研究生 , 从事农业工程技术研究。
水葫芦的资源化利用
朱　磊1 , 胡国梁2 , 卢剑波1 , 傅智慧1
(1.浙江大学 生命科学学院农业生态研究所 , 浙江杭州　310029;2.浙江省海宁市农业经济局 农村能源站 , 浙江海宁　314400)
　　摘　要:在治理水葫芦的同时应充分考虑水葫芦的资源化利用 , 水葫芦对于水质有很好的净化作用 , 可以
吸收和吸附氮 、 磷和重金属 , 分泌物可以抑制水体中藻类的生长;利用水葫芦来养殖蚯蚓和栽培蘑菇;水葫芦
还可以食用和药用 , 含有的纤维素造纸和制成工艺品;发酵制沼气 , 每克干水葫芦的产气量约为 0.344 L, 将水
葫芦与动物粪便混合发酵 , 利用沼气发电 , 沼液和沼渣制成有机肥等。在大规模因地制宜地利用水葫芦的同时 ,
将水葫芦这个水中有害植物变废为宝。
关键词:外来生物;水葫芦;综合利用;变废为宝
中图分类号:S555+.5　　　文献标识码:A　　　文章编号:0528-9017(2006)04-0460-03
1　水葫芦的生物学特性
水葫芦 (Eichhornia crassipes)又名凤眼莲 , 系
雨久花科凤眼莲属 , 为多年生漂浮性草本植物。水
葫芦根须发达 , 悬垂于水中 , 长约 15 ～ 30 cm , 根
长与水体中的营养有很大关系 。在一定范围内水体
中营养元素含量越高水葫芦的根长越短;反之则越
长 , 最长在水下可以达到 1 m 。短缩茎 , 叶为倒心
形或肾形 , 叶柄中部以下膨大呈葫芦状 , 内部充满
空气 , 基部有鞘状苞片。花蓝紫色 , 穗状花序 , 花
瓣上的图案很像传说中凤凰的眼睛 , 故名凤眼莲 。
水葫芦的花期很长 , 在整个生长季节里都可以开
花 , 每朵花大约产生 300粒种子。
水葫芦可以进行无性和有性繁殖。无性繁殖通
过匍匐茎增殖 , 在条件允许的情况下平均每 5 d产
生1棵新株 , 按照这个速度计算 , 1株水葫芦 1年
之内经过繁殖就可以达到 1.4亿株 , 可以铺满 140
hm
2 的水面 , 鲜重可达28 000 t。水葫芦能耐肥 , 在
水中营养充足的情况下植株较大 , 最高可以高出水
面1.5 m;当水体中营养成分缺乏的时候 , 植株较
小。水葫芦的最适生长温度为25 ～ 30℃, 能耐 5 ℃
左右的低温 , 也能耐短期 0 ℃低温 , 只有当茎叶全
部受到霜害植株才死亡。当气温在 13 ℃开始生长 ,
25 ℃以上生长较快 , 30 ℃左右时生长最快 , 39 ℃
以上难以生长。对 pH值的要求也不太严格 , 只是
对于盐分的高低较为敏感 , 当盐分高于 0.06%时
就导致水葫芦的死亡。
2　水葫芦的分布与危害
在 20世纪 60 ～ 70年代我国粮食最为紧缺的时
候水葫芦作为饲料被广泛的推广与种植 , 为我国养
殖业的发展做出了贡献 。但随着我国经济的迅速发
展 , 混合饲料已逐渐取代水葫芦 , 造成水葫芦利用
率大大降低而逸为野生 。同时 , 水污染日益加剧为
水葫芦的快速繁殖提供了充足的营养 , 水葫芦在我
国 19个省份泛滥 , 造成了一系列的危害。由于水
葫芦的入侵改变了当地水体的各种理化性质 , 影响
了当地的生物多样性;孳生蚊蝇;由于水葫芦的疯
长 , 堵塞了河道 , 给航运 、 发电 、灌溉等造成了很
大影响 。
3　水葫芦的资源化利用
3.1　观赏价值
水葫芦的花为蓝紫色 , 花瓣中间的图案很象传
说中凤凰的眼睛。叶片翠绿 , 叶柄基部膨大成葫芦
状 , 整株漂浮于水中生长 , 作为水中盆景 , 具有观
赏价值 、 美化环境。20世纪初 , 水葫芦作为观赏
植物而引入到我国台湾 , 而早在 19世纪 60年代 ,
水葫芦就曾作为观赏植物从南美引进到美国路易斯
安那洲新奥尔良。
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3.2　水葫芦发酵制沼气
水葫芦含有纤维素 、 木质素 , 是一种良好的发
酵底物。每1 g干水葫芦的产气量约为 0.344 L , 比
相同质量下的麦秆 、 向日葵杆要高 , 与猪粪产气量
相当 。我国南方地区水葫芦的生物量十分巨大 , 这
为沼气发酵提供了充足的原料 。但单一用水葫芦发
酵产沼气 , 降解率很低 , 而且发酵周期长 , 将水葫
芦与牛粪以7∶3的比例混合后进行发酵 , 水葫芦的
降解率可 38%提高到 43%。利用水葫芦产沼气再
利用沼气发电 , 可为缓解缺电矛盾提供新的思路 。
3.3　饲养蚯蚓
蚯蚓体内含有大量的蛋白质 (粗蛋白 15%～
17%)可作为鱼 、 狗和家禽等动物的饲料 , 利用水
葫芦来养殖蚯蚓可以很好地将水葫芦体内的部分蛋
白质转移到蚯蚓体内 , 从而制成高蛋白优良饲料 。
通过蚯蚓来饲养家禽 、家畜 , 可以提高禽畜的生产
量和产蛋率 , 降低饲料成本 , 提高效益 。据了解 ,
每天给仔猪加喂 150 g 蚯蚓 , 15 d后可比对照增重
90.3%;用以喂蛋鸡 , 每只鸡年产蛋量增加 1.5
kg;喂蛋鸭 , 产蛋量提高 50%, 每只鸭还可增重
15 g 。并且 , 饲养蚯蚓产生的污泥也是一种很好的
有机肥 , 生物生产过程中增加了耦合环节 , 促进物
质多级循环和能量多级流动 , 实现资源的充分利
用。印度的科研人员研究发现用水葫芦养殖蚯蚓 ,
要比利用牛粪和沼渣的效果要好 , 在同样条件下蚯
蚓在水葫芦培养基上的增长率 (与培养前相比)为
156%, 而利用牛粪和沼渣繁殖蚯蚓的增长率分别
为148%和 119%。
3.4　栽培食用菌
水葫芦含有比较丰富的纤维素 、 蛋白质 、 脂
肪 , 同时 , 作为食用菌的栽培基质与稻草相比具有
以下优点:①更适合的碳氮比 , 水葫芦中的碳氮比
为24∶3 , 稻草中的为 53∶5;②较低的木质素含量:
水葫芦中的木质素含量为 9%, 稻草中为 17%。
3.5　作动物饲料
水葫芦含粗蛋白质 2.38%, 粗脂肪 0.27%,
粗纤维0.91%, 无氮浸出物 3.7%。以单位面积产
量计算 , 水葫芦生产的蛋白质比大豆还高 6 ～ 10
倍 , 将水葫芦加工后掺入牛饲料中 , 其所含的蛋白
质和无机成分可与棉籽粉和大豆粉相媲美。将水葫
芦切碎堆积后施于鱼塘中 , 能使浮游生物大量繁
殖 , 因此 , 它也是很好的鱼饲料来源。水葫芦作为
饲料几种常用的方法:①生喂:1头猪每天喂 5 ～
10 kg 鲜水葫芦 , 将水葫芦晒干后作猪 、 鸡的饲料
不宜超过饲料干重的 10%;②发酵:将水葫芦切
碎或打浆 , 1 ～ 2 d 后有酸香味时加少量食盐发酵 ,
这样可使猪的口感更好;③青贮:水葫芦须晾晒 1
～ 2 d后切碎入窖 , 宜与糠麸 、 草粉等粗料混合青
贮;④冻贮:在背荫处冻贮 , 在水葫芦上面盖一层
干草或秸秆防霜冻;⑤水贮:将水葫芦堆压在冬天
不结冰的水塘深水中。在水葫芦植物蛋白中含有各
种动物所必需的氨基酸;每 100 g 氨基酸中含精氨
酸 6.13 g 、组氨酸 1.92 g 、异亮氨酸 7.10 g 、亮氨
酸 8.10 g 、赖氨酸 5.20 g 、苯丙氨酸 5.90 g 、缬氨
酸 6.50 g 。
3.6　净化水质
水葫芦对水体的净化作用十分明显 , 巴西和美
国的研究表明 , 同样的 2个池塘 , 栽种水葫芦池塘
中的 BOD去除率比未栽种的提高 20%。水葫芦对
水体中氮 、 磷等营养元素的吸收同样很迅速。研究
表明 , 利用水葫芦净化养牛场污水 31 d , 可使氮含
量下降 91.7%, 磷含量下降 98.5%。北京动物园
的废水净化实验同样取得很好的效果 , 在实验过程
中总氮和总磷分别下降 58%和 38%。水葫芦对水
体中重金属的吸收也很明显 , 一般每 kg 水葫芦
(干重)24 h 就可以吸收净化铜 135.09 mg 、 锌
436.58 mg 、镍 50.29 mg 、镉 89.14 mg 。水葫芦可以
很好地吸附电镀废水中的重金属 , 净化水质。实验
证明:水葫芦对于镧系元素铕也同样具有良好的吸
附作用 。在美国的核电厂区修建了一个很大的蓄水
库来栽种水葫芦 , 让其吸收微量的核泄漏物;在我
国的太湖也同样进行水葫芦净化水质方面的研究 ,
效果比较明显。水葫芦在净化水质的同时还可以分
泌一些化合物抑制藻类的生长。水葫芦对于水中的
染料也有很好的吸附作用 , 因而可尝试用水葫芦来
吸附工业上产生的印染废水 。利用水葫芦来净化水
质最显著的优点就是它是一种十分经济有效的方
法 , 具有巨大的经济潜力。
3.7　造纸
水葫芦还可作为造纸原料。印度海得拉巴市和
菲律宾安戈诺等地建立了以水葫芦为原料的造纸
厂 , 造出耐揉 、耐湿的包装纸 、 写字纸 、 广告纸和
卫生纸。利用水葫芦造纸的简单步骤如图 1所示。
印度的赖安基金会宣称 , 一种适合作为笔记本和印
刷的优良纸张 , 可以按照水葫芦浆 30%、 桑树浆
30%和纸浆 40%的比例配制生产出来 。将水葫芦
作为造纸的原料不但可以将水葫芦变废为宝加以利
用 , 而且还可以节约大量的木材 。
朱　磊 , 等:水葫芦的资源化利用 461　
打捞 切碎 蒸煮 漂洗
漂白 、漂洗
加废纸纸浆
染色
涂布 晾干 卷取
图 1　水葫芦造纸的简单工艺流程
3.8　食用和药用
　　研究发现水葫芦是一种可供食用的植物 。虽然
水葫芦对水体中的污染物有较强的吸收特性 , 但只
要不是生长在重工业区或钢铁厂旁 , 就可放心食
用。因为水葫芦吸附的污染物主要集中在根部 , 所
以直接把根部切除 , 就可大幅度减少对人体的危
害。水葫芦叶面蛋白质所含的必需氨基酸中 , 除蛋
氨酸和色氨酸略低于成人每天摄入的维生素及无机
物标准量外 , 其余各项均超过标准值 , 总量超过稻
谷 、 燕麦 、小麦 、高粱和棉籽粉 , 可与大豆粉和玉
米粉媲美 , 接近牛乳与浓缩绿叶蛋白的水平 。
水葫芦作为药用可以清热解毒 、祛风出湿。治
热疮 、关节炎 、 风湿病。可内服也可外敷。配藻莎
可治风热感冒 , 配升麻可透发斑疹 , 也可行水消
肿 , 配蝉蜕可治皮肤瘙痒 。
3.9　制成工艺品
在东南亚一些国家 , 当地居民将水葫芦打捞上
来去根叶后晒干 , 用机器压扁制成绳条 , 再用这些
绳条编织成各种各样的家具和工艺品 , 如帽子 、 沙
发 、 席子 、手提袋 、 灯罩等 , 这些工艺品出口到欧
洲 , 经济效益十分可观。在美国也建有利用水葫芦
来加工家具的工厂 , 称这种家具要比柳条和藤条编
制的要柔软和光滑。水葫芦加工制成工艺品技术含
量不高 , 属于劳动密集型产业 , 适合于我国水葫芦
泛滥地区推广 , 创造更多的就业机会 , 提高农民的
收入水平 。
3.10　沤制绿肥
水葫芦含作物所需的养料全面而丰富。据测
定 , 水葫芦含氮 0.24%, 含磷酸 0.07%, 含氧化
钾0.11%, 每吨鲜水葫芦相当于标准氮肥 12 kg 、
过磷酸钙 5 kg 、氯化钾约 2.1 kg 。水葫芦肥料肥效
长 、 肥劲平稳 , 不仅可刺激植物生长 , 而且可以增
强抗倒伏 、抗寒 、抗病 、 抗干旱的能力 。同时 , 水
葫芦沤制的有机肥富含各种微量元素可以提高土壤
有机质含量 、 改良土壤 。特别适合用作花木 、 果
树 、 烟草 、草皮的专用肥料。试用表明 , 这种肥料
对香樟树 、银杏 、雪松 、 草皮有明显的促进生长的
效果 。将水葫芦直接作为肥料覆盖地面 , 此时它向
土地提供的氮素要比制成混合肥料时的要多;它还
可以阻止水分的蒸发增加土壤的湿度;在降大雨时
还可以有效防止水土流失。
3.11　种植蔬菜
将各种大小的鲜水葫芦特别是大一些的 , 在太
阳底下晒 3 ～ 4周 , 并经常翻动以保证水葫芦充分
晒干 。取大约 30 kg 晒干的水葫芦放置于用竹竿编
制的大约 1 m2 的竹伐上 。将蔬菜的种子播种在水
葫芦的大约5 cm的深处 , 每 1 m2 种 25个孔 , 每个
孔种 10粒种子。在种子萌发前要经常浇水。同时对
长出的幼苗进行筛选 , 剔除不合格的幼苗 。等幼苗
长后就不需浇水 、 施肥和喷洒农药 。依靠水葫芦的
不断腐烂可以为蔬菜的生长不断地提供营养。蔬菜
收获后水葫芦还可以做堆肥。在泰国人们利用这种
方式来栽培番茄和甘蓝 , 而在孟加拉国人们利用这
种方法来栽培花椰菜 、葫芦 、 黄瓜 、豌豆和扁豆等。
3.12　其它
在饲养中华鳖的水池中放养水葫芦可大幅度提
高增重率和存活率 , 同时饵料的使用量减少;在培
育罗氏沼虾方面 , 水葫芦加鳙鱼的生态系统能有效
防止水质污染 , 有利于虾的生长;在盛夏高温欧鳗
养殖的土池中 , 同时饲养水葫芦和草鱼 , 水葫芦可
以净化水质 , 草鱼取食水葫芦的根限制其生长 , 各
个物种资源都充分得到了利用。水葫芦含有糖分还
可以用来发酵酿酒 。
4　结论与讨论
近年来 , 水葫芦在我国南方水网中泛滥成灾。
水葫芦拥有惊人的繁殖速度 , 我们在对其进行控制
的同时 , 如果能把水葫芦潜在的利用价值开发出
来 , 就可以在创造价值的同时大量消耗水葫芦 , 使
其变害为利 、变废为宝 , 使水葫芦的治理达到一举
两得的效果 。但是 , 对水葫芦的资源化利用应该因
地制宜:利用水葫芦加工工艺品和造纸所要求的水
葫芦的纤维要长;作为食用 、药用及动物饲料时要
考虑到当地水葫芦中的重金属含量不能超标;在无
水葫芦危害的地区要避免大量利用所引起的危害。
由于水葫芦的含水量较大 , 是限制水葫芦资源化利
462　 　　2006年第 4期
　　
用的瓶颈 , 介绍这几种利用方式在理论上都是可行
的 , 但在实际的操作中还由于资金的产投比不是很
高 , 所以还需当地政府部门的大力支持 。上海的经
验就是政府负责水葫芦的打捞并将其运到有机肥加
工厂 , 这样的好处是:避免水葫芦的填埋造成的危
害 , 同时节约企业的运营成本。
耐酸性乳酸菌的筛选及应用的初步研究
杨　郁1 , 张丽靖1 , 天知诚吾2
(1.浙江大学 宁波理工学院 生化分院 , 浙江 宁波　315100;2.日本千叶大学 微生物工学研究室 , 千叶松户　648)
　　摘　要:大部分乳酸菌在通过消化道到达肠道之前 , 因不能耐受胃液酸度而死亡 , 而少数菌能耐酸 , 此类
耐酸性乳酸菌能在人体中更有效地发挥保健作用 , 因此具有很大的开发价值。确定以筛选耐酸性乳酸菌 , 并验
证其是否具生产应用价值的可能性为目的。首先 , 从腌制蔬菜 , 发酵饲料等不同分离源中分离纯化得到 319 株乳
酸菌 , 对菌株在人工胃液 (pH 值 2.0)中的生存率进行了测定。经过初测和复测 , 得到 8 株生存率高于 0.1%的
乳酸菌株;其次 , 经 16SrDNA序列测定 , 发现 7 株为 Lactobacillus plantarum , 1 株为 Lactococcus lactis;最后 , 进行
了脱脂牛奶液体培养基的凝固性试验 , 发现 4株菌能凝固培养基 , 具成为酸奶生产菌的可能性。
关键词:乳酸菌;耐酸性;人工胃液;16SrDNA
中图分类号:S852.4+3　　　文献标识码:B　　　文章编号:0528-9017(2006)04-0463-04
　　乳酸菌是利用糖类进行发酵代谢 , 生成以乳酸
为主的代谢产物细菌的总称。研究发现 , 乳酸菌对
人体有降胆固醇 、降血压和调节肠道微生态等多种
保健作用 。人类在很久以前就把乳酸菌应用于发酵
食品的生产上 , 如酸奶 、 奶酪等发酵乳制品的制
造;蔬菜腌渍食品等植物性发酵制品;酒类和酱油
等的酿造及肉类鱼类发酵食品的制作等等。
通过乳酸发酵 , 食品的保存期得到了很大程度
的延长 , 但酸度上升 , 乳酸菌的生存率大大降低 。
由于胃液的酸度非常大 , 通常的 pH值在 3.0以下 ,
对于微生物来说 , 这是一个极其严峻的环境 , 只有
极少数耐酸的乳酸菌才能以活菌形式通过胃部。因
此 , 开发出在强酸环境中也能较好存活的耐酸性乳
酸菌 , 和扩大乳酸菌的应用范围是息息相关的。目
前用于酸奶制造的乳酸菌菌种单一 , 主要是如保加
利亚乳杆菌 、嗜热链球菌等 , 而这些菌又普遍存在
耐酸性不强的问题。
从腌制蔬菜等植物性发酵原料中分离乳酸菌 , 并
用于酸奶制造等工业生产还不常见。本研究的目的就
是从腌制蔬菜等植物性乳酸菌发酵物中分离出耐酸性
乳酸菌 , 并检定其作为发酵乳生产菌的可能性。
1　材料与方法
1.1　材料
分离源:北京腌制蔬菜 53份样品;浙江宁波
腌制蔬菜4份样品;浙江诸暨腌制蔬菜 38份样品;
韩国泡菜9份样品;干草饲料 6份样品;日本腌制
蔬菜31份样品。
培养基及试剂:GYP 培养基 (pH 值 6.8);
10%脱脂牛奶培养基;人工胃液:NaCl 0.2 g , 胃
蛋白酶 (ICN Biomedicals)0.35 g 溶于适量蒸馏水
中 , 用 HCl 调节 pH 值至 2.0 , 定溶 100 ml。孔径
0.22 μm 微 孔 滤 膜 (Millex-GV) 过 滤 除 菌。
ISOPLANT Ⅱ DNA 抽 出试剂盒;PCR Buffer Ⅱ ,
GeneAmp dNTP MIX , AmpliTaq 由 Applide Biosystems
提供。
1.2　方法
菌株分离及纯化:在 GYP 培养基中添加 10
mg kg 的 NaN3 及放线菌酮后制成平板 。分离采用
稀释涂平板法 , 菌株分离后用划线法纯化 2次 , 镜
检观察无杂菌后用斜面短期保存。用 20%甘油和
菌液1∶1混合后置-86℃超低温冰箱永久保存。
收稿日期:2005-12-29
作者简介:杨　郁 (1978-), 女 , 硕士 , 从事微生物工业化和微生物发酵及应用等方面研究。
　　2006年第 4期 463